day26.MySQL【Python教程】

Java帮帮

发布于 2018-07-26 14:14:46

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day26.MySQL【Python教程】

MySQL数据库简介

mysql数据库，是当前应用非常广泛的一款关系型数据库
查看官方网站http://www.mysql.com/
查看数据库排名http://db-engines.com/en/ranking
主要知识点包括：
- 数据库与表的操作
- 数据的增加、修改、删除
- 数据的查询（重点）
- 与python交互

一、创建库与表

1.1简介

主要知识点包括：能够与mysql建立连接，创建数据库、表，分别从图形界面与脚本界面两个方面讲解
相关的知识点包括：E-R关系模型，数据库的3范式，mysql中数据字段的类型，字段约束
数据库的操作主要包括：
- 数据库的操作，包括创建、删除
- 表的操作，包括创建、修改、删除
- 数据的操作，包括增加、修改、删除、查询，简称crud
学生表结构：
- id
- 名称
- 性别
- 地址
- 生日
科目表结构：
- id
- 名称

1.2数据库简介

人类在进化的过程中，创造了数字、文字、符号等来进行数据的记录，但是承受着认知能力和创造能力的提升，数据量越来越大，对于数据的记录和准确查找，成为了一个重大难题
计算机诞生后，数据开始在计算机中存储并计算，并设计出了数据库系统
数据库系统解决的问题：持久化存储，优化读写，保证数据的有效性
当前使用的数据库，主要分为两类
- 文档型，如sqlite，就是一个文件，通过对文件的复制完成数据库的复制
- 服务型，如mysql、postgre，数据存储在一个物理文件中，但是需要使用终端以tcp/ip协议连接，进行数据库的读写操作

E-R模型

当前物理的数据库都是按照E-R模型进行设计的
E表示entry，实体
R表示relationship，关系
一个实体转换为数据库中的一个表
关系描述两个实体之间的对应规则，包括
- 一对一
- 一对多
- 多对多
关系转换为数据库表中的一个列 *在关系型数据库中一行就是一个对象

三范式

经过研究和对使用中问题的总结，对于设计数据库提出了一些规范，这些规范被称为范式
第一范式（1NF)：列不可拆分
第二范式（2NF)：唯一标识
第三范式（3NF)：引用主键
说明：后一个范式，都是在前一个范式的基础上建立的

1.2安装

安装

管理服务

启动

停止

重启

允许远程连接

找到mysql配置文件并修改

登录mysql，运行命令

重启mysql

1.3数据完整性

一个数据库就是一个完整的业务单元，可以包含多张表，数据被存储在表中
在表中为了更加准确的存储数据，保证数据的正确有效，可以在创建表的时候，为表添加一些强制性的验证，包括数据字段的类型、约束

字段类型

在mysql中包含的数据类型很多，这里主要列出来常用的几种
数字：int,decimal
字符串：varchar,text
日期：datetime
布尔：bit

约束

主键primary key
非空not null
惟一unique
默认default
外键foreign key

1.4使用图形窗口连接

下发windows的navicat
点击“连接”弹出窗口，按照提示填写连接信息，如下图

连接成功后，会在连接名称下面显示出当前的数据库
双击选中数据库，就可以编辑此数据库
下次再进入此软件时，通过双击完成连接、编辑操作

数据库操作

在连接的名称上右击，选择“新建数据库”，弹出窗口，并按提示填写

在数据库上右击，选择“删除数据库”可以完成删除操作

表操作

当数据库显示为高亮时，表示当前操作此数据库，可以在数据中创建表
一个实体对应一张表，用于存储特定结构的数据
点击“新建表”，弹出窗口，按提示填写信息

主键的名称一般为id，设置为int型，无符号数，自动增长，非空
自动增长表示由mysql系统负责维护这个字段的值，不需要手动维护，所以不用关心这个字段的具体值
字符串varchar类型需要设置长度，即最多包含多少个字符
点击“添加栏位”，可以添加一个新的字段
点击“保存”，为表定义名称

数据操作

表创建成功后，可以在右侧看到，双击表打开新窗口，如下图

在此窗口中可以增加、修改、删除数据

逻辑删除

对于重要数据，并不希望物理删除，一旦删除，数据无法找回
一般对于重要数据，会设置一个isDelete的列，类型为bit，表示逻辑删除
大于大量增长的非重要数据，可以进行物理删除
数据的重要性，要根据实际开发决定

1.5使用命令连接

命令操作方式，在工作中使用的更多一些，所以要达到熟练的程度
打开终端，运行命令

连接成功后如下图

退出登录

退出成功后如下图

登录成功后，输入如下命令查看效果

注意：在语句结尾要使用分号;

远程连接

一般在公司开发中，可能会将数据库统一搭建在一台服务器上，所有开发人员共用一个数据库，而不是在自己的电脑中配置一个数据库
运行命令

-h后面写要连接的主机ip地址
-u后面写连接的用户名
-p回车后写密码

数据库操作

创建数据库

删除数据库

切换数据库

查看当前选择的数据库

表操作

查看当前数据库中所有表

创建表
auto_increment表示自动增长

修改表

删除表

查看表结构

更改表名称

查看表的创建语句

数据操作

查询

增加

主键列是自动增长，但是在全列插入时需要占位，通常使用0，插入成功后以实际数据为准
修改

删除

逻辑删除，本质就是修改操作update

备份与恢复

数据备份

进入超级管理员

运行mysqldump命令

数据恢复

连接mysqk，创建数据库
退出连接，执行如下命令

1.6总结

数据库解决的问题，E-R模型，三范式
图形界面操作数据库、表、数据
命令行操作数据库、表、数据

作业

完善学生表、科目表及数据
设计两张表，要求是一对多的关系

二、查询简介

查询的基本语法

from关键字后面写表名，表示数据来源于是这张表
select后面写表中的列名，如果是*表示在结果中显示表中所有列
在select后面的列名部分，可以使用as为列起别名，这个别名出现在结果集中
如果要查询多个列，之间使用逗号分隔

消除重复行

在select后面列前使用distinct可以消除重复的行

2.1条件

使用where子句对表中的数据筛选，结果为true的行会出现在结果集中
语法如下：

比较运算符

等于=
大于>
大于等于>=
小于<
小于等于<=
不等于!=或<>
查询编号大于3的学生

查询编号不大于4的科目

查询姓名不是“黄蓉”的学生

查询没被删除的学生

逻辑运算符

and
or
not
查询编号大于3的女同学

查询编号小于4或没被删除的学生

模糊查询

like
%表示任意多个任意字符
_表示一个任意字符
查询姓黄的学生

查询姓黄并且名字是一个字的学生

查询姓黄或叫靖的学生

范围查询

in表示在一个非连续的范围内
查询编号是1或3或8的学生

between ... and ...表示在一个连续的范围内
查询学生是3至8的学生

查询学生是3至8的男生

空判断

注意：null与''是不同的
判空is null
查询没有填写地址的学生

判非空is not null
查询填写了地址的学生

查询填写了地址的女生

优先级

小括号，not，比较运算符，逻辑运算符
and比or先运算，如果同时出现并希望先算or，需要结合()使用

2.2聚合

为了快速得到统计数据，提供了5个聚合函数
count(*)表示计算总行数，括号中写星与列名，结果是相同的
查询学生总数

max(列)表示求此列的最大值
查询女生的编号最大值

min(列)表示求此列的最小值
查询未删除的学生最小编号

sum(列)表示求此列的和
查询男生的编号之后

avg(列)表示求此列的平均值
查询未删除女生的编号平均值

2.3分组

按照字段分组，表示此字段相同的数据会被放到一个组中
分组后，只能查询出相同的数据列，对于有差异的数据列无法出现在结果集中
可以对分组后的数据进行统计，做聚合运算
语法：

查询男女生总数

查询各城市人数

分组后的数据筛选

语法：

having后面的条件运算符与where的相同
查询男生总人数

对比where与having

where是对from后面指定的表进行数据筛选，属于对原始数据的筛选
having是对group by的结果进行筛选

2.4排序

为了方便查看数据，可以对数据进行排序
语法：

将行数据按照列1进行排序，如果某些行列1的值相同时，则按照列2排序，以此类推
默认按照列值从小到大排列
asc从小到大排列，即升序
desc从大到小排序，即降序
查询未删除男生学生信息，按学号降序

查询未删除科目信息，按名称升序

2.5获取部分行

当数据量过大时，在一页中查看数据是一件非常麻烦的事情
语法

从start开始，获取count条数据
start索引从0开始

示例：分页

已知：每页显示m条数据，当前显示第n页
求总页数：此段逻辑后面会在python中实现
- 查询总条数p1
- 使用p1除以m得到p2
- 如果整除则p2为总数页
- 如果不整除则p2+1为总页数
求第n页的数据

2.6总结

完整的select语句

执行顺序为：
- from 表名
- where ....
- group by ...
- select distinct *
- having ...
- order by ...
- limit star,count
实际使用中，只是语句中某些部分的组合，而不是全部

作业

对学生表、科目表进行数据的查询

三、MySQL高级

实体与实体之间有3种对应关系，这些关系也需要存储下来
在开发中需要对存储的数据进行一些处理，用到内置的一些函数
视图用于完成查询语句的封装
事务可以保证复杂的增删改操作有效

3.1关系

创建成绩表scores，结构如下
- id
- 学生
- 科目
- 成绩
思考：学生列应该存什么信息呢？
答：学生列的数据不是在这里新建的，而应该从学生表引用过来，关系也是一条数据；根据范式要求应该存储学生的编号，而不是学生的姓名等其它信息
同理，科目表也是关系列，引用科目表中的数据

创建表的语句如下

外键

思考：怎么保证关系列数据的有效性呢？任何整数都可以吗？
答：必须是学生表中id列存在的数据，可以通过外键约束进行数据的有效性验证
为stuid添加外键约束

此时插入或者修改数据时，如果stuid的值在students表中不存在则会报错
在创建表时可以直接创建约束

外键的级联操作

在删除students表的数据时，如果这个id值在scores中已经存在，则会抛异常
推荐使用逻辑删除，还可以解决这个问题
可以创建表时指定级联操作，也可以在创建表后再修改外键的级联操作
语法

级联操作的类型包括：
- restrict（限制）：默认值，抛异常
- cascade（级联）：如果主表的记录删掉，则从表中相关联的记录都将被删除
- set null：将外键设置为空
- no action：什么都不做

3.2连接

先看个问题

问：查询每个学生每个科目的分数
分析：学生姓名来源于students表，科目名称来源于subjects，分数来源于scores表，怎么将3个表放到一起查询，并将结果显示在同一个结果集中呢？
答：当查询结果来源于多张表时，需要使用连接查询
关键：找到表间的关系，当前的关系是
- students表的id---scores表的stuid
- subjects表的id---scores表的subid
则上面问题的答案是：

结论：当需要对有关系的多张表进行查询时，需要使用连接join

连接查询

连接查询分类如下：
- 表A inner join 表B：表A与表B匹配的行会出现在结果中
- 表A left join 表B：表A与表B匹配的行会出现在结果中，外加表A中独有的数据，未对应的数据使用null填充
- 表A right join 表B：表A与表B匹配的行会出现在结果中，外加表B中独有的数据，未对应的数据使用null填充
在查询或条件中推荐使用“表名.列名”的语法
如果多个表中列名不重复可以省略“表名.”部分
如果表的名称太长，可以在表名后面使用' as 简写名'或' 简写名'，为表起个临时的简写名称

练习

查询学生的姓名、平均分

查询男生的姓名、总分

查询科目的名称、平均分

查询未删除科目的名称、最高分、平均分

3.3自关联

设计省信息的表结构provinces
- id
- ptitle
设计市信息的表结构citys
- id
- ctitle
- proid
citys表的proid表示城市所属的省，对应着provinces表的id值
问题：能不能将两个表合成一张表呢？
思考：观察两张表发现，citys表比provinces表多一个列proid，其它列的类型都是一样的
意义：存储的都是地区信息，而且每种信息的数据量有限，没必要增加一个新表，或者将来还要存储区、乡镇信息，都增加新表的开销太大
答案：定义表areas，结构如下
- id
- atitle
- pid
因为省没有所属的省份，所以可以填写为null
城市所属的省份pid，填写省所对应的编号id
这就是自关联，表中的某一列，关联了这个表中的另外一列，但是它们的业务逻辑含义是不一样的，城市信息的pid引用的是省信息的id
在这个表中，结构不变，可以添加区县、乡镇街道、村社区等信息
创建areas表的语句如下：

从sql文件中导入数据

查询一共有多少个省
查询省的名称为“山西省”的所有城市

查询市的名称为“广州市”的所有区县

3.4子查询

查询支持嵌套使用
查询各学生的语文、数学、英语的成绩

3.5字符串函数

查看字符的ascii码值ascii(str)，str是空串时返回0

查看ascii码值对应的字符char(数字)

拼接字符串concat(str1,str2...)

包含字符个数length(str)

截取字符串
- left(str,len)返回字符串str的左端len个字符
- right(str,len)返回字符串str的右端len个字符
- substring(str,pos,len)返回字符串str的位置pos起len个字符

去除空格
- ltrim(str)返回删除了左空格的字符串str
- rtrim(str)返回删除了右空格的字符串str
- trim([方向 remstr from str)返回从某侧删除remstr后的字符串str，方向词包括both、leading、trailing，表示两侧、左、右

返回由n个空格字符组成的一个字符串space(n)

替换字符串replace(str,from_str,to_str)

大小写转换，函数如下
- lower(str)
- upper(str)

数学函数

求绝对值abs(n)

求m除以n的余数mod(m,n)，同运算符%

地板floor(n)，表示不大于n的最大整数

天花板ceiling(n)，表示不小于n的最大整数

求四舍五入值round(n,d)，n表示原数，d表示小数位置，默认为0

求x的y次幂pow(x,y)

获取圆周率PI()

随机数rand()，值为0-1.0的浮点数

还有其它很多三角函数，使用时可以查询文档

日期时间函数

获取子值，语法如下
- year(date)返回date的年份(范围在1000到9999)
- month(date)返回date中的月份数值
- day(date)返回date中的日期数值
- hour(time)返回time的小时数(范围是0到23)
- minute(time)返回time的分钟数(范围是0到59)
- second(time)返回time的秒数(范围是0到59)

日期计算，使用+-运算符，数字后面的关键字为year、month、day、hour、minute、second

日期格式化date_format(date,format)，format参数可用的值如下
- 获取年%Y，返回4位的整数 *　获取年%y，返回2位的整数 *　获取月%m，值为1-12的整数
- 获取日%d，返回整数 *　获取时%H，值为0-23的整数 *　获取时%h，值为1-12的整数 *　获取分%i，值为0-59的整数 *　获取秒%s，值为0-59的整数

当前日期current_date()

当前时间current_time()

当前日期时间now()

视图

对于复杂的查询，在多次使用后，维护是一件非常麻烦的事情
解决：定义视图
视图本质就是对查询的一个封装
定义视图

视图的用途就是查询

3.7事务

当一个业务逻辑需要多个sql完成时，如果其中某条sql语句出错，则希望整个操作都退回
使用事务可以完成退回的功能，保证业务逻辑的正确性
事务四大特性(简称ACID)
- 原子性(Atomicity)：事务中的全部操作在数据库中是不可分割的，要么全部完成，要么均不执行
- 一致性(Consistency)：几个并行执行的事务，其执行结果必须与按某一顺序串行执行的结果相一致
- 隔离性(Isolation)：事务的执行不受其他事务的干扰，事务执行的中间结果对其他事务必须是透明的
- 持久性(Durability)：对于任意已提交事务，系统必须保证该事务对数据库的改变不被丢失，即使数据库出现故障
要求：表的类型必须是innodb或bdb类型，才可以对此表使用事务
查看表的创建语句

修改表的类型

事务语句

示例1

步骤1：打开两个终端，连接mysql，使用同一个数据库，操作同一张表

步骤2

步骤3

示例2

步骤1：打开两个终端，连接mysql，使用同一个数据库，操作同一张表

步骤2

步骤3

3.8总结

关系的存储
连接查询
自关联
子查询
常用内置函数
视图
事务

作业

设计班级表，与学生表关联，并进行查询
设计分类表，自关联，并进行查询
创建视图存储上面的两个查询

四、与python交互

在熟练使用sql语句的基础上，开始使用python语言提供的模块与mysql进行交互
这是我们在工作中大事要做的事
先学会sql是基础，一定要熟练编写sql语句

4.1交互类型

安装引入模块

安装mysql模块

在文件中引入模块

Connection对象

用于建立与数据库的连接
创建对象：调用connect()方法

参数host：连接的mysql主机，如果本机是'localhost'
参数port：连接的mysql主机的端口，默认是3306
参数db：数据库的名称
参数user：连接的用户名
参数password：连接的密码
参数charset：通信采用的编码方式，默认是'gb2312'，要求与数据库创建时指定的编码一致，否则中文会乱码

对象的方法

close()关闭连接
commit()事务，所以需要提交才会生效
rollback()事务，放弃之前的操作
cursor()返回Cursor对象，用于执行sql语句并获得结果

Cursor对象

执行sql语句
创建对象：调用Connection对象的cursor()方法

对象的方法

close()关闭
execute(operation [, parameters ])执行语句，返回受影响的行数
fetchone()执行查询语句时，获取查询结果集的第一个行数据，返回一个元组
next()执行查询语句时，获取当前行的下一行
fetchall()执行查询时，获取结果集的所有行，一行构成一个元组，再将这些元组装入一个元组返回
scroll(value[,mode])将行指针移动到某个位置
- mode表示移动的方式
- mode的默认值为relative，表示基于当前行移动到value，value为正则向下移动，value为负则向上移动
- mode的值为absolute，表示基于第一条数据的位置，第一条数据的位置为0